Зачем машине нужна блокировка дифференциала и как она работает? | Об автомобилях | Авто
Яна Сушинова
Примерное время чтения: 2 минуты
9459
Категория: Обслуживание Авто
Зачем автомобилю нужна блокировка дифференциала и как она работает, АиФ.ru рассказал директор Центра технической экспертизы Научно-исследовательского автомобильного института Андрей Васильев.
Какая функция у дифференциала?
Межколесный дифференциал выполняет функцию равного распределения крутящего момента между колесами автомобиля. Он необходим, к примеру, при движении автомобиля по криволинейной траектории (при повороте транспортного средства): очевидно, что правое и левое колесо на одной оси автомобиля будут иметь разный радиус поворота и соответственно пройденный путь. Поэтому для компенсации разности угловых скоростей используется дифференциал — происходит деление подводимого к нему крутящего момента между колесами в определенной пропорции.
Зачем нужна блокировка?
Однако из-за этого снижается проходимость автомобиля в определенных ситуациях, так как крутящий момент на полуосях дифференциала будет равен меньшему из этой пропорции. Например, при трогании с места на гололеде может возникнуть ситуация, когда одно колесо буксует, а момент, подводящийся ко второму колесу, (равный первому), не позволяет его провернуть. С целью исключения подобных ситуаций применяется блокировка дифференциала, чтобы каждое колесо смогло реализовать свои возможности по сцеплению с опорной поверхностью.
Как она работает?
Конструктивных исполнений «блокировок» достаточно много, однако принцип один — соединить два любых центральных звена. Наибольшее распространение получили самоблокирующиеся дифференциалы, блокировка которых происходит за счет соединения звеньев фрикционными дисками, а перемещение дисков вызывается возрастающими осевыми силами при вращении осей.
Смотрите также:
- Чем отличается поведение заднеприводной машины зимой от переднеприводной? →
- Пережить «день жестянщика».
Как ездить в гололед на летней резине? → - Повышение проходимости внедорожника: механическое вмешательство →
Следующий материал
Также вам может быть интересно
- Обувка не по сезону. Как ездить в гололед на летней резине?
- Можно ли использовать летнюю запаску зимой?
- За что отвечает рисунок протектора шин и как его выбирать?
-
Чудеса оффроуда.
Как проехать по грязи на легковой машине и не увязнуть?
- Как справиться с заносом на дороге
Новости СМИ2
Дифференциалы. Блокировки, LSD
- 18.04.2019
- /
- Полезное, Как это устроено
- /
- Яков Фрудгарт
Вместо введения
Прошлая статья о дифференциалахзакончилась на обещании рассказать о видах блокировок дифференциалах, и придётся снова пугать вас длительным техническим текстом. Поехали, как сказал Ю.
О чём речь?
Итак, аббревиатура LSD, которая указана в названии статьи, является сокращением от Limited Slip Differential, а по-русски — дифференциал с повышенным внутренним сопротивлением. В прошлой статье мы рассказали вам о принципах работы свободного дифференциала, и тут мы уже не будем на этом останавливаться. В конструкции LSD предусмотрен момент блокировки, который допускает разницу скорости вращения валов, но срабатывать блокировка будет только в случае большой диспропорции.
Это про бездорожье, правда?
Процентов на 50%. Такие блокировки применяются и во внедорожниках, и в спорткарах. Первый случай — автомобиль не должен застрять. Второй случай — необходим ровный старт, без проскальзывания на асфальте.
Как работает LSD?
Такая блокировка вне зависимости от конструкции будет работать только после момента, в который разница угловых скоростей колёс превышает определённый лимит.
А я слышал про Вискомуфты. Что это такое?
Хороший вопрос. Ведущие мосты в легковых автомобилях обычно имеют в своём запасе два варианта блокировок. Первый тип основан на чувствительности к разнице скоростей, а второй тип блокировки чувствителен к разнице в передаче крутящего момента. Современные автомобили в подавляющем большинстве наслаждаются блокировками первого типа. Именно в этом месте появляется слово «вискомуфта». Вискомуфта представляет собой пакет круглых плоских фрикционных дисков, установленных внутри герметичного корпуса. В пакете есть диски двух типов, соединенные с ведущим и ведомым валами соответственно. На поверхности дисков есть отверстия и небольшие выступы. Пакет дисков собран так, чтобы ведомые и ведущие диски чередовались между собой и находились на малом расстоянии.
Такая муфта проста в производстве и неприхотлива в обслуживании. Второй тип механических блокировок дороже и может сломаться раньше.
Хорошие и разные LSD
Дифференциалы такого типа различаются по своим типам. Про них мы вам расскажем ниже.
Вязкостные дифференциалы
Этот распространённый тип дифференциала основан на действии вискомуфты.
Такие дифференциалы заслужили популярность из-за плавности своей работы. Принцип действия у них основан на изменениях свойств специального геля, которые меняются бесступенчато. Такое свойство удовлетворяет желанию производителей повысить комфорт для водителя.
Конечно, вязкостные здания имеют свои недостатки. Любой узел, который работает за счёт давления жидкости, теряет часть энергии при работе, что вызывает увеличение расхода топлива. Также они крайне чувствительны к перегревам и просто повышенным нагрузкам.
Вискогель теряет рабочие свойства при повышении температур. Соответственно? если вы побуксовали в снегу продолжительное время — работа блокировки в следующий раз может быть и хуже. Механические блокировки в этом же случае работают одинаково, вплоть до поломки.
Такие дифференциалы могут требовать замены каждые 100 тысяч километров.
Такие системы очень чувствительны к состоянию уплотнений в системе, ведь внутренняя часть дифференциала полностью герметична. Если произошла разгерметизация — вискомуфту меняют.
Героторный насос
В этих дифференциалах с внутренней стороны установлен героторный насос, а на вращающемcя валу привода укрепили зубчатое колесо, которое находится внутри насоса. Если при вращении корпуса героторного насоса и зубчатого колеса появляется разница в скорости — жидкость сжимается. После этого крутящий момент уходит на «отстающее» колесо, которое имеет сцепление с дорогой.
Эти системы стремительно набирают популярность по мере увеличения степени компьютерного управления узлами автомобиля (системы EBD и тому подобные), так как, в отличие от вискомуфты, работой героторного насоса можно управлять.
Про крутящий момент
К этому типу относятся механически дифференциалы червячного типа, обеспечивающие автоматическую блокировку при возникновении разности крутящих моментов между корпусом и приводным валом. Если одно из колес проскальзывает, крутящий момент падает, червячный дифференциал перераспределяет крутящий момент на свободное колесо. При этом колесо блокируется не полностью, и степень блокировки зависит от степени падения крутящего момента. Самоблокирующиеся дифференциалы типа «Торсен» Слово Torsen в наше время — торговая марка, а образовалось оно при сложении двух слов «torque» — «крутящий момент» и «sensing» — «чувствительный». Под маркой Torsen выпускаются конструкции двух типов. Самоблокирующиеся дифференциалы типа «Квайф»
В этом руководстве мы используем Isuzu D-Max , но мы не будем рассматривать его в этом видео или в этом фрагменте контента — вы можете прочитать наш подробный обзор Isuzu D-Max 2021 года здесь.
Все автомобили и внедорожники разные, но D-Max охватывает все основные функции. Ваш автомобиль может основываться на этих элементах управления с индивидуальными настройками, но D-Max покрывает все основы. Итак, приступим.
Отличие легковых автомобилей от внедорожников
Большинство представленных на рынке полноприводных автомобилей с двойной кабиной ежедневно эксплуатируются в режиме полного привода (заднего привода), причем режимы полного привода используются для движения по бездорожью.
Исключением из этого правила являются такие автомобили, как Volkswagen Amarok или Mitsubishi Triton. Amarok имеет постоянный полный привод, а Triton предлагает систему, позволяющую использовать полный привод на закрытых поверхностях.
Чуть позже мы объясним, почему вы не можете просто настроить свой новый двухколесный автомобиль для повседневного использования на постоянный полный привод, особенно на герметичных поверхностях.
С другой стороны, большинство полноприводных внедорожников предлагают систему полного привода по запросу или систему постоянного полного привода, которая способна работать на любых поверхностях.
Система по требованию большую часть времени работает как привод на два колеса, задействуя вторую ось только при обнаружении проскальзывания на первой оси. Некоторые из этих внедорожников имеют настройку, которая блокирует их в режиме постоянного полного привода.
Объяснение высокого диапазона 2WD
Если вы только что купили новый автомобиль с двойной кабиной, скорее всего, он будет регулярно ездить на двух колесах. В большинстве случаев эти два колеса будут задними.
Это означает, что ваш автомобиль работает как заднеприводное транспортное средство с открытым дифференциалом или дифференциалом повышенного трения с набором противобуксовочных средств для предотвращения проскальзывания колес.
При движении по бездорожью этот режим обеспечивает наименьшее сцепление с дорогой.
Это потому, что когда одно из задних колес отрывается от земли, открытый дифференциал следует по пути наименьшего сопротивления. В случае отрыва колеса от земли именно это колесо получает весь доступный крутящий момент двигателя.
Сработает противобуксовочная система, и в некоторых случаях этого достаточно, чтобы передать крутящий момент на колесо с большей тягой, что может привести к отцеплению автомобиля.
Выключите антипробуксовочную систему, и колесо, скорее всего, просто прокрутится, а это означает, что автомобиль не будет двигаться вперед. Но эту ситуацию можно решить с помощью блокировки заднего дифференциала.
Объяснение блокировки заднего дифференциала
В зависимости от модели блокировка заднего дифференциала может использоваться в двух- и полноприводных режимах и вообще только до определенной скорости.
Блокировка заднего дифференциала предназначена для распределения крутящего момента на заднюю ось таким образом, чтобы 50 % направлялось на каждое колесо.
Блокировка дифференциала предназначена для предотвращения вращения одного колеса без вращения другого колеса с той же скоростью. Если вы обнаружите, что колесо оторвано от земли, включение блокировки заднего дифференциала гарантирует, что колесо, которое все еще заземлено (и имеет сцепление), позволяет транспортному средству двигаться.
Имейте в виду, что, как правило, вы не сможете включить блокировку заднего дифференциала, если уже застряли.
Чтобы сработала блокировка дифференциала, транспортное средство должно быть в состоянии двигаться под нагрузкой, поэтому всегда проверяйте, что вы включили ее перед выездом на пересеченную местность.
Блокировка заднего дифференциала активируется с помощью кнопки в виде креста на задней оси линейной схемы трансмиссии вашего автомобиля.
Полноприводная трансмиссия High Range объяснила
Полный привод High Range — это режим, который, как правило, может быть включен на автомобиле с двойной кабиной на скорости примерно до 100 км/ч.
Транспортное средство должно быть включено, и после нажатия кнопки, поворота ручки или щелчка переключателя передняя ось включается и используется для передачи крутящего момента на дорогу.
Это делается с помощью блокировки межосевого дифференциала, пакета сцепления или межосевого/переднего дифференциала. После включения он распределяет крутящий момент двигателя 50/50 между передней и задней осями. В этом режиме, как правило, нет блокировки между осями, если только она не активируется вручную.
Это означает, что если одно переднее и одно заднее колесо отрываются от земли, у вас будут проблемы со сцеплением.
В этом режиме антипробуксовочная система также помогает регулировать крутящий момент на осях, но в некоторых ситуациях этого недостаточно, чтобы сдвинуть застрявший автомобиль.
Полный привод с высоким диапазоном иногда можно использовать в сочетании с блокировкой заднего дифференциала для дополнительной тяги. Включение блокировки заднего дифференциала означает, что крутящий момент, передаваемый на заднюю ось, будет распределяться 50/50 между задними колесами.
Это означает, что на каждое колесо задней оси передается 25 процентов доступного крутящего момента двигателя, а остальные 50 процентов направляются на переднюю ось.
В этом режиме автомобиль продолжает использовать стандартную трансмиссию, которая также используется в режиме полного привода.
4WD, пониженный диапазон пояснение
Далее идет низший диапазон. Вместо использования обычной трансмиссии автомобиля раздаточная коробка с пониженным диапазоном предлагает более жесткие передаточные числа и систему с зубчатым или ременным приводом для регулировки скорости вращения колес в зависимости от частоты вращения двигателя.
Эта раздаточная коробка предназначена для обеспечения крутящего момента в более узком диапазоне оборотов более контролируемым образом. Автомобиль может использовать более узкий диапазон оборотов для ограничения скорости за счет торможения двигателем.
Низкий диапазон помогает ограничить внезапные скачки крутящего момента, а более узкие передаточные числа делают его полезным для длинных крутых спусков, уменьшая зависимость от механических тормозов.
Та же история при движении вверх по крутому склону, где узкий диапазон крутящего момента означает, что водитель не будет испытывать внезапных или неконтролируемых скачков крутящего момента при нажатии педали газа.
Для включения пониженной передачи автомобиль должен находиться в нейтральном положении, и вы часто будете слышать лязг при переключении в раздаточной коробке.
В этом режиме также часто отключаются системы курсовой устойчивости, контроля тяги и/или ABS, чтобы обеспечить максимальный контроль.
Описание системы управления спуском
По мере развития технологий производители создают новые способы, облегчающие водителю передвижение по бездорожью.
Hill Descent Control предназначен для имитации режима низкого диапазона для крутых спусков с использованием датчиков системы контроля тяги и ABS для контроля скорости автомобиля на спуске.
В этом режиме постепенно тормозит каждое отдельное колесо, чтобы ограничить скорость спуска.
В зависимости от автомобиля водитель может настроить скорость, а в некоторых автомобилях функция контроля спуска с холма также работает в обратном направлении.
4WD на герметичных поверхностях
Существует предостережение относительно использования органов управления полным приводом на закрытых поверхностях.
В то время как недостатком открытого дифференциала на бездорожье является отсутствие сцепления с дорогой, когда колесо отрывается от земли, открытый дифференциал требуется на герметичных поверхностях, чтобы автомобиль мог легко поворачивать.
Почему? Это потому, что когда автомобиль поворачивает, каждое колесо движется с разной скоростью — радиус поворота колеса определяется размером его дуги.
Размер его дуги определяется тем, насколько велико рулевое управление. В результате, если у вас, например, заблокирован задний дифференциал, вы просите внутреннее колесо вращаться с той же скоростью, что и внешнее колесо.
Это приводит к тому, что автомобиль пытается вращать колесо на герметизированной поверхности, где он не может преодолеть трение.
В результате он создает нагрузку на трансмиссию, поскольку пытается повернуть колесо на месте, но не может.
Аналогичная проблема возникает, когда автомобиль находится в режиме полного привода. Вы просите переднюю ось вращаться с той же скоростью, что и задняя ось (поскольку крутящий момент делится 50/50 между передней и задней частью автомобиля в 4H), и происходит то же самое.
Внутренние колеса, которые по своей природе вращаются с меньшей скоростью, пытаются повернуться на уплотненной поверхности, что приводит к нагрузке на трансмиссию.
Поэтому рекомендуется включать полный привод с высоким или низким диапазоном или блокировку заднего дифференциала только тогда, когда вы находитесь на неизолированной поверхности, которая допускает некоторую степень проскальзывания колес.
Мнение CarExpert
Езда по бездорожью может доставить массу удовольствия. Но найдите время, чтобы понять основы вашего автомобиля, прежде чем отправиться в путь.
Приведенные выше советы — только начало.